專利名稱：高頻感應加熱用薄型變壓器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高頻感應加熱用薄型變壓器。本發(fā)明是用于對作為汽車的內(nèi)燃機用部件的曲軸(crankshaft)進行淬火的裝置。
背景技術：
在基于高頻感應加熱的被加熱物的淬火中，將被加熱物與感應加熱線圈 (induction heating coil)相對配置，在感應加熱線圈中流通高頻電流。由此，在被加熱物 的表面產(chǎn)生感應電流。感應電流通過被加熱物的電阻變換成熱。其結果是，被加熱物發(fā)熱， 通過迅速冷卻被加熱物，從而使其被淬火?；诟哳l感應加熱的被加熱物的淬火能夠在短時間內(nèi)完成。因此，被加熱物的氧 化極少。另外，能夠局部地加熱被加熱物，淬火條件的調整也容易。日本國特開2002-38220 號公報中公開有使用高頻淬火裝置對作為汽車的內(nèi)燃機用部件的曲軸進行淬火的技術。例如圖6所示，日本國特開2002-38220號公報中公開的高頻淬火裝置具有多個感 應加熱線圈81。因此，能夠對作為被加熱物的曲軸90的多個部位同時進行淬火。在此，在汽車業(yè)界，內(nèi)燃機的小型化逐年進步，也正在謀求曲軸的小型化。隨之，曲 軸的淬火部位彼此的間隔也有縮小的趨勢。因此，在高頻淬火裝置80中也要求縮小感應加 熱線圈81彼此的距離。但是，在高頻淬火裝置80中，不容易縮小感應加熱線圈81彼此的距離。下面進行 說明，如圖6所示，對于一個感應加熱線圈81配置有一臺高頻感應加熱用變壓器82。因此， 多個高頻感應加熱用變壓器82相鄰。作為高頻感應加熱用變壓器82，使用能夠輸出大電流 的大型變壓器。高頻感應加熱用變壓器82與通常的變壓器同樣，具有將導體卷成螺旋狀的 一次線圈和二次線圈，一次線圈和二次線圈相對配置(省略圖示)。因此，高頻感應加熱用 變壓器82本身難以小型化。即，在高頻淬火裝置80中，難以縮小感應加熱線圈81彼此的 距離。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種高頻感應加熱用變壓器，其能夠縮小感應加熱 線圈彼此的距離。為了解決上述課題，本發(fā)明第一方式提供一種高頻感應加熱用薄型變壓器，其具 有一次線圈和二次線圈，其特征在于，上述一次線圈和上述二次線圈均為渦卷狀或環(huán)狀的 導體，上述一次線圈和上述二次線圈處于同一平面上，在上述一次線圈和上述二次線圈的 任意一方的線圈的內(nèi)側配置有另一方的線圈。本方式的高頻感應加熱用薄型變壓器，具有一次線圈和二次線圈，其中，上述一次 線圈和上述二次線圈均為渦卷狀或環(huán)狀的導體，上述一次線圈和上述二次線圈處于同一平 面上，在上述一次線圈和上述二次線圈的任意一方的線圈的內(nèi)側配置有另一方的線圈。3
所謂“渦卷狀或環(huán)狀的導體”并不是指如現(xiàn)有技術所示將導體卷曲為螺旋狀，而是 指在同一平面上將導體卷曲為渦卷狀或環(huán)狀。因此，能夠使上述一次線圈和上述二次線圈 的形狀變薄。即，通過在同一平面上，“在上述一次線圈和上述二次線圈的任意一方線圈的 內(nèi)側配置有另一方線圈”，能夠將高頻感應加熱用變壓器形成薄型的變壓器。根據(jù)本發(fā)明的 高頻感應加熱用薄型變壓器，能夠縮短感應加熱線圈彼此之間的距離。此外，“同一平面上”不是僅指沒有尺寸的誤差地處于同一面的情況。例如在一次 線圈和二次線圈放置于同一面的情況下，在側面觀察一次線圈和二次線圈，若一次線圈和 二次線圈的至少一部分重疊，則兩者處于“同一平面上”。本發(fā)明其它方式提供一種高頻感應加熱用薄型變壓器，其具有多個一次線圈、和 二次線圈，其特征在于，上述多個一次線圈和上述二次線圈均為渦卷狀或環(huán)狀的導體，上述 多個一次線圈和上述二次線圈處于同一平面上，在上述多個一次線圈的任意一個的內(nèi)側配 置有上述二次線圈，在該二次線圈的內(nèi)側配置有上述多個一次線圈的其它的一個。本方式的高頻感應加熱用薄型變壓器，具有多個一次線圈和二次線圈，其中，上述 多個一次線圈和上述二次線圈均為渦卷狀或環(huán)狀的導體，上述多個一次線圈和上述二次線 圈處于同一平面上，在上述多個一次線圈的任意一個的內(nèi)側配置有上述二次線圈，在該二 次線圈的內(nèi)側配置有上述多個一次線圈的另一個。所謂“渦卷狀或環(huán)狀的導體”不是指如現(xiàn)有技術所示將導體卷曲為螺旋狀，而是指 在同一平面上將導體卷曲為渦卷狀或環(huán)狀。因此，能夠使上述一次線圈和上述二次線圈的 形狀變薄。即，通過在同一平面上，“在上述多個一次線圈的任意一個的內(nèi)側配置有上述二 次線圈，在該二次線圈的內(nèi)側配置有上述多個一次線圈的其它的一個”，能夠將高頻感應加 熱用變壓器形成為薄型的變壓器。根據(jù)本方式的高頻感應加熱用薄型變壓器，能夠縮短感 應加熱線圈彼此之間的距離。另外，本方式中，由于配置有多個一次線圈，因此與一次線圈 為一個的情況相比能夠增加供給電流量。此外，所謂“同一平面上”與上述相同，例如在側面觀察一次線圈和二次線圈，若一 次線圈和二次線圈的至少一部分重疊，則兩者處于“同一平面上”。優(yōu)選在上述一次線圈和上述二次線圈的附近或周圍配置有鐵芯。根據(jù)該優(yōu)選的方式，能夠增加供給電流量。優(yōu)選上述鐵芯由強磁性體構成。根據(jù)該優(yōu)選的方式，能夠進一步增加供給電流量。優(yōu)選上述一次線圈和/或上述二次線圈由中空的管構成。根據(jù)該優(yōu)選的方式，能夠提高上述一次線圈和/或上述二次線圈的散熱效果，防 止燒損事故的發(fā)生。優(yōu)選能夠使液體在上述管中進行循環(huán)。根據(jù)該優(yōu)選的方式，能夠可靠地提高上述一次線圈和/或上述二次線圈的散熱效 果，防止燒損事故的發(fā)生。優(yōu)選上述一次線圈和/或上述二次線圈在導體上具有兩個以上的端子，上述端子 分別被配置在導體的卷數(shù)相互不同的部位。根據(jù)該優(yōu)選的方式，能夠改變上述一次線圈和/或上述二次線圈的卷數(shù)比，調節(jié) 供給電流。
優(yōu)選在上述一次線圈和/或上述二次線圈的導體的周圍涂敷有絕緣性樹脂。根據(jù)該優(yōu)選的方式，能夠確保上述一次線圈和/或上述二次線圈的導體的絕緣 性，防止短路事故的發(fā)生。優(yōu)選在上述一次線圈和上述二次線圈之間配置有絕緣體。根據(jù)該優(yōu)選的方式，能夠可靠地防止上述一次線圈和上述二次線圈的短路事故的 發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明的高頻感應加熱用薄型變壓器，能夠縮短感應加熱線圈彼此之間的距 離。另外，在本發(fā)明中，由于配置有多個一次線圈，因此與一次線圈為一個的情況相比，能夠 增加供給電流量。


圖1是表示本發(fā)明實施方式的高頻感應加熱用薄型變壓器的正視圖。圖2是拆除圖1的高頻感應加熱用薄型變壓器的蓋后的狀態(tài)的右側面圖。圖3是表示高頻感應加熱用薄型變壓器的主要部件的正視圖(鐵芯為一部分截 面)；圖4是圖2的A-A截面圖。圖5是表示本發(fā)明實施方式的高頻感應加熱用薄型變壓器的電路圖。圖6是表示高頻淬火裝置和曲軸的示意圖。
具體實施例方式下面，參照附圖，對本發(fā)明的高頻感應加熱用薄型變壓器的實施方式進行詳細說 明。另外，以下的說明是為了便于理解實施方式的說明，不應該由此限制對本發(fā)明的理解。首先，對本發(fā)明實施方式的高頻感應加熱用薄型變壓器1的結構進行說明。高頻 感應加熱用薄型變壓器1是用于對感應加熱線圈50輸出高頻電流的裝置，由兩個一次線圈 20、30和二次線圈40等構成(詳細內(nèi)容后述)。如圖1、2所示，高頻感應加熱用薄型變壓 器1為橫寬薄，具有高度和深度的結構。高頻感應加熱用薄型變壓器1具備電流端子2、液 體端子3和電壓端子4，局部由裝飾板5和鐵芯6覆蓋。電流端子2用于連接具有中空結構的感應加熱線圈50，由金屬性的接頭等構成。液體端子3用于連接水道管等，由絕緣性的接頭等構成。液體端子3由預備端子 10、一次用端子11、一次用端子12、二次用端子13、和感應加熱用端子14構成。例如圖2所 示，一次用端子11與一次線圈20連接(詳細內(nèi)容后述)。電壓端子4是用于與產(chǎn)生高頻電壓的裝置(省略圖示)連接的端子，由金屬性的 板等構成。如圖2所示，電壓端子4通過焊接加工等被安裝于一次線圈20、30上(詳細內(nèi) 容后述)。接著，對兩個一次線圈20、30、二次線圈40、和鐵芯6的位置關系進行說明。如作 為圖2的A-A截面圖的圖4所示，在兩個一次線圈20、30之間配置有二次線圈40。即，兩個 一次線圈20、30、和二次線圈40位于同一平面上，在側面觀察一次線圈20、30、和二次線圈 40的至少一部分重疊。另外，以包圍兩個一次線圈20、30、和二次線圈40的方式配置有鐵芯6。
另外，如圖3的正視圖(省略電壓端子4的圖示)所示，兩個一次線圈20、30和二 次線圈40處于同一平面上。如果進行詳細說明，在一次線圈20的內(nèi)側配置有二次線圈40。 并且，在二次線圈40的內(nèi)側配置有一次線圈30。即，在同一平面內(nèi)，二次線圈40由一次線 圈20和一次線圈30夾著。另外，換句話說，一次線圈20、二次線圈40、一次線圈30按照該 順序處于“嵌套”的關系。此外，按照包圍兩個一次線圈20、30和二次線圈40的方式配置有鐵芯6。在此，對一次線圈20、30、二次線圈40、鐵芯6的結構進行說明。一次線圈20不是變壓器中通常使用的細的導線。如果進行詳細說明，如圖2、3所 示，一次線圈20是將具有中空結構的金屬管在同一平面上卷繞兩次成為渦卷狀，或者是通 過機械加工而形成的中空的導體觀。在導體觀上安裝有兩個電壓端子4。電壓端子4由 端子21、端子22構成。當將端子21作為導體觀的第0卷時，端子22被配置于導體觀的 第一卷。另外，在導體觀的第二卷具備端子25。另外，導體觀的第0卷 第二卷處于同一 平面上，在側面觀察，導體觀的第0卷 第二卷的至少一部分重疊。此外，在導體觀的端 部安裝有作為液體端子3的一次用端子11。另外，在導體觀的周圍涂敷有絕緣性樹脂(省 略圖示)。一次線圈30不是變壓器中通常使用的細的導線。如果進行詳細說明，如圖2、3所 示，一次線圈30是將具有中空結構的金屬管在同一平面上卷繞兩次成為渦卷狀，或者是通 過機械加工而形成的中空的導體38。在導體38上安裝有兩個電壓端子4。電壓端子4由 端子31、端子32構成。另外，在導體38的渦卷狀的外側具備端子35。當將端子35作為導 體38的第0卷時，端子31被配置于導體38的第一卷，端子32被配置于導體38的第二卷。 并且，導體38的第0卷 第二卷處于同一平面上，在側面觀察，導體38的第0卷 第二卷 的至少一部分重疊。此外，在導體38的端部安裝有作為液體端子3的一次用端子12。另 外，在導體38的周圍涂敷有絕緣性樹脂(省略圖示)。二次線圈40不是變壓器中通常使用的細的導線。如果進行詳細說明，如圖2、3所 示，二次線圈40是將具有中空結構的金屬板在同一平面上卷繞一次成為環(huán)狀，或者是通過 機械加工而形成的中空的導體48。在導體48的端部具備端子41、42。端子41、42在同一 方向上隔開間隙整齊排列，經(jīng)由導電板(省略圖示)等與電流端子2連接。另外，端子41、 42的一部分分別與管46連接。并且，形成環(huán)狀的導體48處于同一平面上，在側面觀察，導 體48的至少一部分重疊。此外，在管46的端部安裝有作為液體端子3的二次用端子13。 另外，在導體48上涂敷有絕緣性樹脂(省略圖示)。如圖2 4所示，鐵芯6是由鐵氧體(ferrite)等構成的強磁性體。鐵芯6形成 將薄板配置成環(huán)狀的形狀。接著，對高頻感應加熱用薄型變壓器1的電結構進行說明。如圖5中電路圖所示， 高頻感應加熱用薄型變壓器1與通常的變壓器同樣具有鐵芯。一次線圈20、30被串聯(lián)連接， 二次線圈40與一次線圈20、30相對，具有鐵芯6。對一次線圈20、30進行說明，如圖5所示，對于一次線圈20、30而言，將一次線圈 20的端子25和一次線圈30的端子35連接。即，兩個一次線圈20、30能夠看作一個一次線 圈60。即，一次線圈60為四卷的線圈，具有多個端子。各端子位于一次線圈60的第0卷 (端子21)、第一卷(端子22)、第二卷(端子25、端子35)、第三卷(端子31)、第四卷(端6子32)。在這些第0卷(端子21) 第四卷(端子32)的任意端子中，如果適當選擇兩個端 子設為η卷，則二次線圈40為一卷，因此，成為n:l的變壓器(0彡η彡4，η為整數(shù))。因 而，高頻感應加熱用薄型變壓器1，能夠改變卷數(shù)比，能夠調整供給電流。此外，適當選擇的兩個端子與產(chǎn)生高頻電壓的裝置(省略圖示)連接。接著，對高頻感應加熱用薄型變壓器1的安全方面進行說明。高頻感應加熱用薄 型變壓器1為處理高電壓且大電流的裝置，溫度非常高。因此，通過將水道管等連接于液體 端子3，從而能夠使水或油等在中空結構的一次線圈20、30和二次線圈40中進行循環(huán)。由 此，能夠冷卻高頻感應加熱用薄型變壓器1。因而，能夠防止高頻感應加熱用薄型變壓器1 的燒損事故的發(fā)生。另外，感應加熱用端子14通過管52連接于感應加熱線圈50。由于感 應加熱線圈50為中空結構，所以也能夠使水或油等在感應加熱線圈50中進行循環(huán)。由此， 能夠冷卻感應加熱線圈50。另外，在一次線圈20、30、二次線圈40的導體觀、38、48上涂敷有絕緣性樹脂(省 略圖示)。由此，確保一次線圈20、30和二次線圈40的絕緣性，防止短路事故的發(fā)生。如上所述，根據(jù)本實施方式，在同一平面上，在渦卷狀的一次線圈20的內(nèi)側配置 有環(huán)狀的二次線圈40。另外，在二次線圈40的內(nèi)側配置有渦卷狀的一次線圈30。由此，能 夠使高頻感應加熱用薄型變壓器1的橫寬變薄。即，能夠將高頻感應加熱用薄型變壓器1 和感應加熱線圈50相鄰配置多臺。因此，能夠縮短感應加熱線圈50彼此之間的距離。在本實施方式中，表示出具有兩個一次線圈20、30的例子，但本發(fā)明不僅限于此。 例如也可以為只具有一個一次線圈的結構。本實施方式中，表示出在一次線圈20、30和二次線圈40的各自之間什么也沒有配 置的例子，但本發(fā)明不僅限于此。例如也可以在一次線圈20、30和二次線圈40的各自之間 配置絕緣體(省略圖示)。通過配置絕緣體(省略圖示)，能夠可靠地防止一次線圈20、30 和二次線圈40的短路事故的發(fā)生。本實施方式中，表示出將電壓端子4與產(chǎn)生高頻電壓的裝置(省略圖示)連接的 例子，但本發(fā)明不僅限于此。例如也可以將產(chǎn)生高頻電壓的裝置(省略圖示)與供電板連 接。而且，也可以將電壓端子4連接在供電板。
權利要求
1.一種高頻感應加熱用薄型變壓器，其具有一次線圈和二次線圈，其特征在于 所述一次線圈和所述二次線圈均為渦卷狀或環(huán)狀的導體，所述一次線圈和所述二次線圈處于同一平面上，在所述一次線圈和所述二次線圈的任意一方線圈的內(nèi)側配置有另一方的線圈。
2.一種高頻感應加熱用薄型變壓器，其具有多個一次線圈、和二次線圈，其特征在于 所述多個一次線圈和所述二次線圈均為渦卷狀或環(huán)狀的導體，所述多個一次線圈和所述二次線圈處于同一平面上， 在所述多個一次線圈的任意一個的內(nèi)側配置有所述二次線圈， 在該二次線圈的內(nèi)側配置有所述多個一次線圈的另一個。
3.如權利要求1或2所述的高頻感應加熱用薄型變壓器，其特征在于 在所述一次線圈和所述二次線圈的附近或周圍配置有鐵芯。
4.如權利要求3所述的高頻感應加熱用薄型變壓器，其特征在于 所述鐵芯由強磁性體構成。
5.如權利要求1或2所述的高頻感應加熱用薄型變壓器，其特征在于 所述一次線圈和/或所述二次線圈由中空的管構成。
6.如權利要求5所述的高頻感應加熱用薄型變壓器，其特征在于 能夠使液體在所述管內(nèi)進行循環(huán)。
7.如權利要求1或2所述的高頻感應加熱用薄型變壓器，其特征在于所述一次線圈和/或所述二次線圈在導體上具有兩個以上的端子，所述端子被分別配 置在導體的卷數(shù)相互不同的部位。
8.如權利要求1或2所述的高頻感應加熱用薄型變壓器，其特征在于 在所述一次線圈和/或所述二次線圈的導體的周圍涂敷有絕緣性樹脂。
9.如權利要求1或2所述的高頻感應加熱用薄型變壓器，其特征在于 在所述一次線圈和所述二次線圈之間配置有絕緣體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高頻感應加熱用薄型變壓器，其能夠縮短感應加熱線圈彼此之間的距離。上述高頻感應加熱用薄型變壓器(1)，具有兩個一次線圈(20、30)、和二次線圈(40)，其中，一次線圈(20、30)和二次線圈(40)均為渦卷狀或環(huán)狀的導體，兩個一次線圈(20、30)和二次線圈(40)處于同一平面上，在一次線圈(20)的內(nèi)側配置有二次線圈(40)，在二次線圈(40)的內(nèi)側配置有一次線圈(30)。
文檔編號H01F27/29GK102044327SQ20091020416
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權日2009年10月19日
發(fā)明者塚本升, 渡邊哲正, 渡邊弘子, 藤澤元一 申請人:富士電子工業(yè)株式會社